JPS6230432B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、極性の異なるトナー粒子から成る、
トナー像を静電的に同時に記録媒体に転写する方
法に関するものである。

現在、事務機器および計算機の分野で、各種の
記録装置を必要としている。それらの記録内容
は、例えば、フオーム記録のような、定まつた内
容の固定情報と、文字や数字などのような可変情
報に分類される。この異なる種類の記録を分けて
行うための記録方法の提案がなされているが、そ
の１つとして、静電的方法がある。この静電的方
法は、正および負の静電潜像を重ねて形成し、極
性および色の異なる２種類のトナー粒子により現
像することにより２種類の記録情報を識別するも
のである。正負の静電像を作る方法としては電子
式写真法、点電極法、パターンの形状を持つた電
極による方法等があり、これらの方法を単独で用
いることも、組合せて用いることも可能である。
前記静電的方法を用いた一例として、静電記録紙
を用い、その表面に異なつた極性の潜像を形成
し、極性および色の異なる２種類のトナー粒子に
より現像するものがあり、良好な２色記録が得ら
れている。しかし、記録媒体として普通紙を用い
たものが望まれている。従来普通紙記録を行なう
には、トナー像形成後直ちに普通紙を密着し、コ
ロナ帯電で紙の裏面を一方の極性に帯電して普通
紙にトナー像を転写することが行なわれている。
しかしこの方法は、単一極性のトナー像に対して
有用であるが、極性の異なる２種のトナー粒子か
らなるトナー像の転写にそのまま用いたときに
は、いずれか一方の極性のトナー像のみ転写され
他方は反発されて転写されないという欠点があ
り、新らたにトナー像の転写方法の開発が待たれ
ていた。この同時転写を行なう方法として、特開
昭48−53729に示されたものがある。これは、極
性の異なる２色のトナー可視像を電荷消去器によ
り可視像の電荷を消去し、さらに帯電器で２色の
可視像を帯電し、しかるのち紙等の転写体に帯電
器の電界と逆極性の電界を転写器で与えて２色の
可視像を同時に転写させるようにしたものであ
る。

しかしながらこの方法では、トナーを除電する
ためのACコロナ帯電器、トナーを帯電するため
のコロナ帯電器、転写するためのコロナ帯電器
と、高電圧が必要なコロナ帯電器が多数必要とな
る。また正負のトナー像の電化を消去した時にト
ナー像と静電潜像保持媒体との間の静電引力が無
くなりトナー像が機械的な振動等により移動した
り離脱したりしやすくなりトナー像の乱れが生じ
やすいという問題があつた。

本発明の目的は、前記従来の欠点を解決せしめ
る極性の異なる少なくとも２種類のトナー粒子か
らなるトナー像を一つの記録媒体へ静電的に同時
に転写する、方法を提供することにある。

本発明によれば、静電潜像保持媒体上の静電潜
像を極性の異なる電極を持つ少くなくとも２種類
のトナー粒子により現像して形成されたトナー像
を一方の極性に帯電する工程と、前記静電潜像保
持媒体上の前記一方の極性に帯電されたトナー像
に記録媒体を重ねる工程と、前記一方の極性に帯
電されたトナー像を前記記録媒体に引きつける方
向に電界を加えながら、前記記録媒体を前記静電
潜像保持媒体から分離する工程とからなる前記の
極性の異なる少なくとも２種類のトナー粒子より
成るトナー像を前記記録媒体に同時に転写する方
法が得られる。

以下本発明について図面を用いて詳述する。

第１図は、正負両極性の静電潜像を現像して作
られたトナー像の極性の異なるトナー粒子を一方
の極性に帯電する工程の１つの実施例を説明する
ための概略図である。同図において静電潜像保持
媒体１１は、ポリエチレンテレフタレートやテフ
ロン等のような絶縁体物質や、セレン等のような
光導電性絶縁物質が使用される。また静電潜像保
持媒体１１の背面に接して、接地された電極１８
がある。静電潜像保持媒体１１の表面には周知の
方法で形成された正および負の潜像を周知の方法
で現像しておのおの負のトナー粒子１５および正
のトナー粒子１６からなるトナー像が形成されて
いる。この負のトナー粒子１５および正のトナー
粒子１６にコロナ帯電器１３により一様な負のコ
ロナ帯電を行なうことにより、負のトナー粒子１
５および正のトナー粒子１６のいずれもが、負の
極性を示すようにしようとするのである。

以上の工程における正および負のトナー粒子の
典型的なコロナ帯電特性の測定結果は第２図に示
されている。この結果により以下の事実が明らか
になつた。正のトナー粒子は負のコロナ帯電量を
増加してゆくと、トナー粒子の持つ正の電荷量が
減少してついには、正の極性から、負の極性に変
わる。さらに負のコロナ帯電量を増加すると、負
の電荷量が増加する。また正のトナー粒子に正の
コロナ帯電を行なうと、正のトナー粒子の持つ正
の電荷量はやや増加するが、それ程変化しない。
一方負のトナー粒子は、負のコロナ帯電を行なつ
た場合、負の電荷量はやや増加するがそれ程変化
しない。また正のコロナ帯電を行なうことにより
正の極性を示すようにすることができる。このよ
うにコロナ帯電を行なうことにより、極性の異な
るトナー粒子を一方の極性にそろえることができ
ることが確認された。

一方、第１図において負のコロナ帯電を行なう
ことにより、接地された電極１２には、負のコロ
ナ帯電電荷量に応じた正の電荷１８が誘起され、
負の極性にコロナ帯電された、正のトナー粒子１
６は静電潜像保持媒体１１の表面に引きつけられ
る。また、負のコロナ帯電を行なつたとき正のト
ナー粒子１６の静電潜像保持媒体１１に接する側
に中和されずに残つた正の電荷と、負の静電潜像
との間に働く静電引力によつても正のトナー粒子
１６は、静電潜像保持媒体１１の表面に引きつけ
られる。一方負のトナー粒子１５は正の静電潜像
および電極１２に誘起した正の電荷１８により、
静電潜像保持媒体１１の表面に引きつけられる。
このように正および負のトナー粒子１５，１６
は、負のコロナ帯電を行なつた後でも、静電潜像
保持媒体１１から剥脱しないことも確認された。

以上では負のコロナ帯電を行なう場合について
述べたが正のコロナ帯電を行なう場合には、負の
トナー粒子１５、および正のトナー粒子１６のい
ずれもが正の極性を示すようにすることができ
る。第３図は静電潜像保持媒体１１上の一方の極
性に帯電されたトナー像に記録媒体を重ねる工程
と、トナー像を記録媒体に転写する工程の第１の
実施例を説明するための概略図である。同図にお
いて、静電潜像保持媒体１１上の負のトナー粒子
１５および正のトナー粒子１６は、コロナ帯電等
により負の極性を持つている。ここで用いられる
記録媒体１９は普通紙、導電体または絶縁体等で
ある。この実施例では、記録媒体１９が導電性の
場合を示している。この静電潜像保持媒体１１の
表面に記録媒体１９と電極２０を重ね電極２０を
接地する。このときコロナ帯電による帯電電荷１
７により記録媒体１９に正の電荷２１が誘導され
一方接地された電極１２に誘導されていた電荷１
８は減少する。この電極１２と記録媒体１９に誘
導される電荷の比は、トナー粒子１５，１６と、
両電極間との静電容量により決定される。トナー
粒子１５，１６と電極２０との間の静電容量が、
トナー粒子１５，１６と電極１８との間の静電容
量より大きくなればなる程、コロナ帯電器等によ
り負に帯電されたトナー粒子１５，１６は、より
強く記録媒体１９に引きつけられるようになる。
従つて記録媒体１９と、トナー粒子１５，１６と
は、密着させればさせる程、転写量が大きくな
る。記録媒体１９と接地した電極２０を重ねたま
ま、静電潜像保持媒体１１から分離すると、コロ
ナ帯電器等により負に帯電された正負のトナー粒
子１５，１６は、記録媒体１９に転写される。第
４図は、静電潜像保持媒体上の一方の極性に帯電
されたトナー像に記録媒体を重ねる工程とトナー
像を記録媒体に転写する工程の第２の実施例を説
明するための概略図である。この実施例は、記録
媒体１９の背面電極として、導電性ローラ２２を
用いることを特徴とする。この実施例において第
１の実施例と同様正および負のトナー粒子１５，
１６は、コロナ帯電等により負の帯電を行なわれ
ている。また、この実施例では、記録媒体として
導電性物質の場合を示してあるが絶縁体物質も使
用され得る。接地された導電性ローラ２２により
記録媒体１９が静電潜像保持媒体１１に押し付け
られている。このとき第１の実施例と同様記録媒
体１９の静電潜像保持媒体１１に接する部分に正
の電荷が誘導されるとともに電極１２に誘導され
ている電荷１８が減少するためコロナ帯電器等に
より負に帯電された正負のトナー粒子１５，１６
は、記録媒体に引きつけられる。記録媒体１９
は、ローラ２２の回転とともに静電潜像保持媒体
１１から分離され記録媒体１９に正負のトナー粒
子１５，１６が転写される。

コロナ帯電等により一方の極性に帯電されたト
ナー像を記録媒体に転写する工程の第３の実施例
としては、第３図の電極２０にバイアス電圧を印
加するものがある。

正および負のトナー粒子１５，１６にコロナ帯
電した電荷１７と逆極性のバイアス電圧を第３図
の電極２０に印加することにより電極２０に誘導
される電荷がバイアス電圧を印加しない場合より
大きくなり、コロナ帯電した正および負のトナー
粒子により大きな力が働く。記録媒体１９として
絶縁体物質や、導電度が低い紙などを用いた場
合、バイアス電圧を印加することにより効果的な
転写が得られる。しかしバイアス電圧を、過剰に
印加すると、記録媒体１９とトナー粒子１５，１
６の間の空隙で気体放電が生じて転写むらや、ト
ナー像のみだれが生じる。このため、バイアス電
圧は、空隙で気体放電が生じない範囲で用いるこ
とが望ましい。第４図のローラ２２にバイアス電
圧を印加した場合も同様の効果が得られる。

コロナ帯電等により一方の極性に帯電されたト
ナー像を記録媒体に転写する工程の第４の実施例
として第３図あるいは第４図の記録媒体１９を静
電潜像保持媒体１１に重ねる以前に記録媒体１９
のトナー像に接する側の面にコロナ帯電等によ
り、正および負のトナー粒子１５，１６にコロナ
帯電した電荷１７の逆極性の帯電を行なつてもよ
い。この実施例での記録媒体１９としては、絶縁
体物質や導電度の低い紙等のように、帯電電荷を
保持できる物質からなものを用いる。静電潜像保
持媒体１１上のコロナ帯電等により負に帯電した
正および負のトナー粒子１５，１６に正の帯電を
行なつた記録媒体１９を重ねることにより両トナ
ー粒子１５，１６は記録媒体１１に転写させる。

前記第３の実施例と第４の実施例を組合せるこ
とによつても、より効果的な転写が得られる。

コロナ帯電等により一方の極性に帯電されたト
ナー像を記録媒体に転写する工程の第５の実施例
として、第３図の電極２０の代りに記録媒体の背
面よりコロナ帯電を行なつて記録媒体に電荷を与
えるものであつてもよい。コロナ帯電の極性は、
正および負のトナー粒子に対するコロナ帯電と逆
の極性である。コロナ帯電により記録媒体に電荷
が与えられ、その電荷と、コロナ帯電によつて一
方の極性に帯電された正および負のトナー粒子の
電荷との間の静電引力により正および負のトナー
粒予は、記録媒体に転写される。本発明による方
法で転写されるような正および負のトナー粒子に
より作られるトナー像は、次のような静電潜像形
成法および現像法で作ることができる。

まず静電潜像保持媒体上に極性の異なる電荷に
よる静電像を形成する方法は各種の周知技術が使
用できる。例えば第５図はその１つの方法で誘導
像形成法と呼ばれているもので同図で電極３２の
上に被覆されたセレンのような光導電性絶縁物質
の層３１からなる。ゼログラフ板３０の上に周知
の方法で正の潜像３８を形成する。すなわち、ゼ
ログラフ板３０の上に暗所で正のコロナ帯電を行
ない、その後露光を行なうことにより正の潜像３
８を形成する。次に透明基板３３の上に透明導電
層３４と、絶縁物質３５とが重ねられて構成され
た電極４０をゼログラフ板３０の上に重ねる。次
に電源３９により電極３２と透明導電層３４との
間に電極３２の側が正極性となるように電圧が印
加される。電圧が印加されている間光３６が照射
される。この光３６が層３１に入射すると正孔―
電子対が発生し、正孔は、電極３２に移動するが
電子は層３１の表面に保持され負の潜像３７を形
成する。光３６の照射を停止し、電極４０をゼロ
グラフ板３０から分離するとき、これ等負の潜像
３７はゼログラフ板３０と、電極４０の空隙にお
いて電荷の移動を避けるように印加電圧を調整す
ることによりゼログラフ板３０上に保持される。
以上のようにして極性の異なる静電潜像が得られ
る。

さらにエル・イー・ワルカツプが米国特許第
2825814号および第2833648号において提案してい
る方法も利用できる。

さらに多針電極によつてもよい。例えば、誘電
体フイルムのような静電潜像保持媒体に対向して
２列の独立した多針電極を配置し前記静電潜像保
持媒体の背面電極と２列の独立した多針電極の間
に正および負の電圧を印加して、正および負の静
電潜像を形成することができる。

さらに、多針電極によるものと、持続性内部分
極による静電潜像形成方式（約してPIP方式と呼
ぶ）によるものを組合せる方法がある。すなわ
ち、始めPIP方式により光導電体表面の絶縁体層
表面に正の潜像を形成し、その後、多針電極によ
り負の潜像を形成するものである。

さらに、PIP方式と、エル・イー・ワルカツプ
の電荷転写方法を組合せる方法がある。すなわ
ち、始め、PIP方式により光導電体表面の絶縁体
層表面に正の潜像を形成し、その後、その絶縁体
層表面に透明電極を重ね透明電極と、光導電体層
の間に透明電極側が負になるようにバイアス電圧
を印加しながら露光することにより絶縁体層表面
に負の潜像が形成される。

次に静電潜像保持媒体上の極性の異なる静電潜
像を現像するのは、次のような方法で行なうこと
ができる。

現像の１つの方法は、１浴２色現像として例え
ば特公昭38−7846号において提案されているよな
周知技術が使用できる。すなわちそれぞれ正及び
負に帯電した異なるトナー粒子を混合した現像剤
を用い、極性の異なる静電潜像を同時に現像する
ものである。

現像の更に他の方法として、正に帯電したトナ
ー粒子からなる現像剤と、負に帯電したトナー粒
子からなる現像剤により正と負の潜像を別々に現
像するいわゆる２浴２色現像でもよい。

以上詳述したことから明らかなように本発明に
よれば正及び負の静電潜像を形成し正及び負の異
なる電荷を持つた少くなくとも２種類のトナー粒
子により現像したトナー像を記録媒体に有効に転
写することができる。

一方１つの極性からなる静電潜像を現像する場
合、単一極性のトナー粒子を用いて現像すると、
トナー粒子は、静電像区域の縁の部分だけ濃度が
高くなり、一様な現像を行なうことができない。
これを避けるには像区域の外部上方へ、電気力線
を引き出すことが必要である。このために現像
時、背面に電極をおく必要がある。しかし同色の
正および負に帯電した異なるトナー粒子からなる
現像剤を用いることにより、背面電極の必要なし
に一様な現像を行なうことができる。このような
方法により現像したトナー像に対しても、本発明
を用いることにより記録媒体に能率的に転写する
ことができる。

第６図は、トナー像に記録媒体を重ねる工程と
トナ像を記録媒体に転写する工程の第６の実施例
の概略図である。この実施例は同図に示したよう
に静電潜像保持媒体１１と記録媒体１９を重ねた
状態で移動させて、始めにコロナ帯電器４１によ
り正および負のトナー粒子１５，１６に帯電させ
た電荷１７と逆極性の帯電を行ない、この帯電電
荷４４によりトナー粒子１６，１７を記録媒体１
９に引きつける。次に接地した電極として導電性
ローラ４３により記録媒体１９を静電潜像保持媒
体１１に押し付けながら、記録媒体１９を導電性
ローラ４３の面に接触した状態で静電潜像保持媒
体１１から分離しその後記録媒体１９と導電性ロ
ーラ４３とを分離することによりトナー粒子１
５，１６を記録媒体１９に転写する。本実施例で
は接地電極として導電性ベルトを用いることも可
能である。また本実施例では記録媒体１９と静電
潜像保持媒体１１を移動させたが、これらを固定
し、コロナ帯電器４１と、導電性ローラ４３とを
移動させることも可能である。また接地電極とし
て導電性ベルトを用いることも可能である。トナ
ー像を転写する第１と第２の実施例に示したよう
な記媒媒体に背面電極を重ねるものでは、記載媒
体として普通紙を用いた場合、電極から普通紙に
注入された電荷が普通紙のトナー像に接する面に
移動して来るまでの時間、即ち緩和時間が長い。
そのため高速転写を行なう場合緩和時間より短い
時間で普通紙が剥離されると、トナー粒子の転写
効率が悪くなる。また第５の実施例に示したコロ
ナ帯電によるものでは、普通紙を用いた場合、転
写効率の向上や剥離時の普通紙と静電潜像保持媒
体間の放電を防ぐために、普通紙の比抵抗の制限
等がある。しかし、本実施例では、普通紙にあら
かじめコロナ帯電により電荷を与えてあるため緩
和効果の影響がなく、また剥離する時に接地した
導電性ローラを用いることにより普通紙と、静電
潜像保持媒体との間の放電が防止されるため、普
通紙を用いた高速転写を行なつても効率良く転写
できる。また本実施例において、トナー粒子の帯
電電荷量や、記媒媒体に帯電した電荷量等の条件
によつては導電性ローラにバイアス電圧を印加す
ることにより転写効率がより良くなることが確認
された。

以上実施例に基づき述べたように本発明によれ
ば、静電潜像を極性の異なる電荷を持つた少なく
とも２種類のトナー粒子により現像したトナー像
を記録媒体に能率的に有効に転写することができ
その産業上の効果は極めて顕著なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、トナー粒子を一方の極性に帯電する
工程の１つの実施例を説明するための概観図、第
２図は、正及び負のトナー粒子の典型的なコロナ
帯電特性図、第３図と第４図は、トナー粒子を記
録媒体に転写する工程の第１および第２の実施例
を説明するための概略図、第５図は、正及び負の
静電潜像を形成する１つの実施例を説明するため
の概略図、第６図は、トナー粒子を記録媒体に転
写する工程の第６の実施例を示す概略図である。 なお図において、１１は静電潜像保持媒体、１
２は電極、１３はコロナ帯電器、１４は高圧電
源、１５は負のトナー粒子、１６は正のトナー粒
子、１７は負のコロナ帯電電荷、１８は電極に誘
導された正の電荷、１９は記録媒体、２０は電
極、２１は誘導された正の電荷、２２は導電性ロ
ーラ、３０はゼログラフ感光板、３１は光導電性
絶縁物質の層、３２は電極、３３は透明基板、３
４は透明導電層、３５は絶縁物質、３６は光、３
７は負の潜像、３８は正の潜像、３９は電源、４
０は電極、４１はコロナ帯電器、４２は高圧電
源、４３は導電性ローラ、４４は、帯電された電
荷を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静電潜像保持媒体上の静電潜像を極性の異な
   る電荷を持つ少なくとも２種類のトナー粒子によ
   り現像して形成されたトナー像を一方の極性に帯
   電する工程と、前記静電潜像保持媒体上の前記一
   方の極性に帯電されたトナー像に記録媒体を重ね
   る工程と、前記一方の極性に帯電されたトナー像
   を前記記録媒体に引きつける方向に電界を加えな
   がら、前記記録媒体を前記静電潜像保持媒体から
   分離する工程とからなる前記の極性の異なる少な
   くとも２種類のトナー粒子よりなるトナー像を前
   記記録媒体に同時に転写するトナー像転写方法。 ２ 記録媒体が普通紙であり、一方の極性に帯電
   されたトナー像を前記普通紙に引きつける方向に
   電界を加えることが静電潜像保持媒体上の前記一
   方の極性に帯電されたトナー像に重ねた前記普通
   紙の背面に接地した電極を置くことで行なれる特
   許請求の範囲第１項記載のトナー像転写方法。 ３ 記録媒体が普通紙であり、一方の極性に帯電
   されたトナー像を前記普通紙に引きつける方向に
   電界を加えることが静電潜像保持媒体上の前記一
   方の極性に帯電されたトナー像に重ねた前記普通
   紙の背面にバイアス電圧を印加した電極を置くこ
   とで行なわれる特許請求の範囲第１項記載のトナ
   ー像転写方法。 ４ 一方の極性に帯電されたトナー像を記録媒体
   に引きつける方向に電界を加えることが、前記記
   録媒体を静電潜像保持媒体に重ねる以前に、前記
   記録媒体のトナー像に接する側に前記一方の極性
   に帯電されたトナー像の電荷と逆極性の帯電を行
   なう特許請求の範囲第１項記載のトナー像転写方
   法。 ５ 記録媒体が普通紙であり、一方の極性に帯電
   されたトナー像を前記普通紙に引きつける方向に
   電界を加える手段として静電潜像保持媒体上の前
   記一方の極性に帯電されたトナー像に重ねた前記
   普通紙の背面に、コロナ帯電器により、前記一方
   の極性に帯電されたトナー像の電荷と逆極性の帯
   電を行なう特許請求の範囲第１項記載のトナー像
   転写方法。 ６ 記録媒体として、普通紙を用い、一方の極性
   に帯電されたトナー像を前記記録媒体に引きつけ
   る方向に電界を加えながら前記記録媒体を前記静
   電潜像保持媒体から分離する工程として、前記普
   通紙の側からコロナ帯電器により前記の一方の極
   性に帯電されたトナー像を引きつける極性に帯電
   を行ない次に前記普通紙を前記静電潜像保持媒体
   に押し付けるように電極を前記普通紙にあてが
   い、前記記録媒体の背面の電位を一定に保ちなが
   ら前記記録媒体を前記静電潜像保持媒体から分離
   してゆく方法を用いた特許請求の範囲第１項記載
   のトナー像転写方法。 ７ 電極として導電性ローラを用い、電位を一定
   に保つ方法として、前記導電性ローラを接地する
   方法を用いた特許請求の範囲第６項記載のトナー
   像転写方法。 ８ 電極として導電性ローラを用い、電位を一定
   に保つ方法として前記導電性ローラにバイアス電
   圧を印加する方法を用いた特許請求の範囲第６項
   記載のトナー像転写方法。